Подобно БТ-2-ИС танки БТ-5-ИС дополнялись приводом на три пары опорных катков при движении на колесном ходу. Причем для включения колесного хода теперь не требовался выход экипажа из танка. Благодаря синхронизации танк теперь мог двигаться на гусеницах на всех передачах при включенном колесном ходе и при потере одной гусеничной цепи не терял управления.
Дополнительные приводы к ведущим опорным каткам располагались в межбортовом пространстве, а карданные валы, подводящие мощность к ним, в верхней части бортов.
В ходовой части машин были применены новые балансиры опорных катков и ведущие колеса гусеничного хода. Корпус танка был изменен в кормовой части для установки дополнительного бензобака и введения бронировки картеров бортовых редукторов.
Однако ХПЗ упорно отказывался заниматься как изготовлением серии танков БТ-5-ИС, так и проектными работами по адаптации такого движителя к танку БТ-7. Поэтому изготовление опытной серии в 10 танков было проведено на Харьковском танкоремонтном заводе № 48 в первом полугодии 1936 г. Три танка этой партии приняли участие в пробеге по маршруту Харьков – Москва, по результатам которого в конструкцию танков были внесены изменения, после чего танки БТ-5-ИС приказом начальника УММ РККА от 31 января 1937 г. были переданы для войсковых испытаний в ХВО.
Комиссию АБТУ в составе начальника штаба 5-й танковой бригады полковника Зеленцова, представителя НИАБТполигона капитана Кульчицкого, инженера 5-й танковой бригады военинженера 3-го ранга Дика, воентехника 2-го ранга Цыганова, начальника КБ завода № 48 Спецмаштреста Ревина возглавил начальник 1-го отделения АБТУ ХВО полковник Шнепп.
В ходе испытаний танки БТ-5-ИС прошли от 1500 до 2500 км. Их проходимость (даже по снегу) была удовлетворительной и не в пример лучшей, чем таковая у всех танков БТ, а также некоторых типов Т-26. Правда, были обнаружены и недостатки, связанные с недостаточно хорошим качеством изготовления шестерен синхронизаторов, перегрузкой резиновой ошиновки задних опорных катков, плохой ремонтопригодностью дополнительных приводов к колесам, но комиссия рекомендовала танк БТ-5-ИС к принятию на вооружение.
Кроме того, начальник АБТУ РККА Г. Бокис предписывал уже в 1937 г. провести проектирование и выпустить пробную патрию танков БТ-7-ИС на ХПЗ, а заводу № 48 с 1 января 1938 г. начать выпуск 300 танков БТ-5-ИС (точнее – переоборудовать их из машин БТ-5 в ходе капитального ремонта).
Но планам этим не суждено было исполниться.
1935 г. принес Харьковскому заводу большие хлопоты с Т-35. В марте были разработаны и одобрены улучшенные бортовые передачи, к июню отработана новая КПП, изменены радиаторы. Но двигатель М-17 оставался ахиллесовой пятой новой тяжелой машины. Неоднократно в течение года поднимался вопрос об изготовлении сначала одного, затем двух Т-35Б с двигателем М-34, однако с июля месяца более предпочтительной уже считается установка на Т-35 и Т-28 специального дизельного двигателя мощностью не менее 600 л.с. На танке № 3 в опытном порядке был установлен дизель БД-1 мощностью 400 л.с., который показал на испытаниях неплохие результаты. Но недостаточная мощность не позволила принять его на вооружение.
Тем не менее искомое решение казалось найденным, и двигательный отдел КБ ХПЗ получил спешное задание на проектирование быстроходного дизеля БД-2 мощностью 700 л.с. Макет двигателя был одобрен в январе 1936 г., а в апреле 1936 г. его опытный образец поступил на испытания, которые завершились через полгода. До кондиции довести этот дизельный двигатель так и не удалось. Его топливный насос отказывался нормально работать, равно как топливные насосы предыдущих дизель-моторов.
В сентябре – октябре 1936 г. двигательному отделу ХПЗ удалось форсировать мощность двигателя М-17 до 580 л.с., но только в 1937 г. эта модификация мотора пошла на танки Т-35 и некоторые Т-28. Кроме того, были доработаны бортовые фрикционы, масляный бак, электрооборудование. Для улучшения проходимости был облегчен фальшборт, а также введены новые уплотнения корпуса для предохранения от попадания воды внутрь машины. Глушитель, расположенный поперек кормовой части корпуса и прикрытый с боков броневыми щитками, был убран внутрь корпуса, а наружу выведены только выхлопные трубы.
В машинах выпуска 1937-38 гг. значительно повысилась надежность работы танка в целом. Например, увеличилось время межремонтного пробега, возрос и гарантированный пробег танков выпуска 1937 г., который составлял уже 1500-1800, до 2000 км на некоторых образцах (прежде было 1000-1300, до 1500 км).